鉅大LARGE | 點擊量：779次 | 2018年10月26日
我們該關注鋰電池高鎳電解液的哪些方面
能量密度要求促使電池升級換代，對正負極等材料提出更高的要求，但在材料逐步成熟之時，應用卻遲遲未能實現(xiàn)，主要原因在于各種材料在組合成電池后，體系的兼容及安全等問題未能得到很好的解決。當下工藝水平逐步成熟、設備現(xiàn)代化程度較高，這些問題的重點在于如何使用合適的電解液上面。
在高鎳體系中，對于電解液主要有兩個方面要求，一是使用新型添加劑，另外就是電解液的配方。
新型添加劑：對于高鎳體系，需要解決在正極表面的產氣、負極的成膜穩(wěn)定性以及安全性等問題，新型添加劑可以針對性解決高鎳遇到的問題，我們認為具有新型添加劑研發(fā)的能力的電解液企業(yè)將顯著受益。
電解液配方：電解液配方開發(fā)周期長、成本高，目前是電池企業(yè)壁壘最高的環(huán)節(jié)之一。隨著行業(yè)分工擴大，開發(fā)的重心會向電解液廠商傾斜，電解液廠商在配方的開發(fā)和添加劑的研發(fā)優(yōu)勢更大。
1.專注電解液多年，橫跨消費和動力：公司是國內最早一批從事鋰離子電池電解液開發(fā)，鋰離子電池各種類型和體系全覆蓋，也使新宙邦成為電解液領域集大成者之一；
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
2.收購兼并實施專利整合，布局添加劑掌握核心競爭力：收購巴斯夫和瀚康化工，實現(xiàn)高鎳專利整合以及添加劑的布局。
3.海外合作開發(fā)，技術代差優(yōu)勢：公司重視與海外客戶合作，海外巨頭無論是在材料體系還是在應用上都較為領先。
在高鎳等新體系電解液開發(fā)中，需要多年的技術積累和上下游的通力合作，公司抓住了電解液開發(fā)中的關鍵環(huán)節(jié)。而未來這些環(huán)節(jié)也將成為新宙邦在電解液領域持續(xù)保持優(yōu)勢的來源。
風險提示：
行業(yè)發(fā)展不及預期，高鎳產品應用不及預期；
1動力電池即將整體邁入高鎳時代
1.1政策導向——電池能量密度要求提高
隨著新能源汽車的補貼政策進入到2018年，國家開始把補貼力度著重轉向了提升新能源汽車的性能。從續(xù)航里程來看，補貼門檻由2017年的100KM提高到了現(xiàn)在的150KM，最高補貼里程也由原來的250KM上升到了現(xiàn)在的400KM；從能量密度來看，門檻也由此前的90Wh/kg提升至了現(xiàn)在的105Wh/kg，最高的補貼系數(shù)也由原來的1.1倍提高到了現(xiàn)在的1.2倍，同時對應的最高檔的能量密度由之前的120Wh/kg增加到了160Wh/kg。
對于相應政策要求的逐步提高，與新能源汽車相關的各產品也面臨著一個升級的問題。隨著國家對于動力電池的能量密度的要求越來越高，以高鎳為主的正極材料越來越受到市場的青睞。
1.2市場導向——更符合未來乘用車的市場需求
動力鋰電池市場主要以三元和磷酸鐵鋰為主。相對于磷酸鐵鋰電池，三元鋰電池在能量密度等方面具有獨特的優(yōu)勢，市場份額由2015年的23%上漲到了2017年的48%，2018年1-4月乘用車中三元的占比更是高達89%。相比低鎳三元材料，使用高鎳三元材料能顯著提升電池能量密度。同時由于鈷價格的持續(xù)走高，四氧化三鈷的價格從16年底的13.05萬元/噸大漲至目前的46.5萬元/噸，漲幅高達256.32%，這也從一定程度上加速了廠商對高鎳三元材料的開發(fā)使用。
發(fā)展高鎳三元不僅是政策要求，更是電池升級的需求。高鎳三元電池在能量密度上有非常大的優(yōu)勢，是目前高能量密度產業(yè)化最為成熟的應用材料。此外高鎳中鈷的含量較低，可以在一定程度上緩解動力電池對鈷的依賴性，因此發(fā)展高鎳動力電池是整個產業(yè)的趨勢。
2動力電池高鎳化我們?yōu)槭裁匆P注電解液
正極材料中鎳的比例不斷提升，以及硅碳負極的使用，給電解液的研發(fā)和生產帶來了新的困擾，如果電解液不能隨電池材料同步升級，高鎳三元體系就很難實現(xiàn)其設計初衷。
目前高鎳體系遇到的四大問題：
1)產氣：正極材料中鎳含量增加，由于高鎳中的4價鎳離子具有較高的催化活性，它會催化電解液氧化分解，影響電池性1)能，因此需要添加劑抑制鎳對電解液的催化分解；
2)破壞負極SEI膜：高鎳體系電池循環(huán)過程中會有錳、鈷等過渡金屬溶出，它們會破壞負極SEI膜，這就需要通過添加劑來改善過度金屬的溶出以及增強SEI膜穩(wěn)定性；
3)硅系負極添加劑：硅系負極由于有較高的膨脹特性，會破壞SEI膜、本身顆粒也會粉化，對于循環(huán)和安全性能不利，需要添加劑和特殊處理；
4)安全性：對于高鎳體系還有較為重要一點是電池的安全性的問題，需要添加過充和阻燃等添加劑來提升電池的安全性。
高鎳體系中電解液的技術要求和復雜程度相對于傳統(tǒng)電解液都有很明顯提升，而解決這些問題需要各種添加劑來實現(xiàn)，添加劑在高鎳體系中扮演的角色越來越突出。除此之外，各種添加劑之間、溶劑與添加劑之間、正負極體系與添加劑之間都要考慮到兼容性的問題，這也為高鎳電解液的開發(fā)帶來難度。
3高鎳電解液我們該關注哪些點？
電解液是影響電池性能最重要的原材料之一，在電池企業(yè)的受重視程度異常之高。正負極和隔膜對電池企業(yè)而言更像是一種標準化的材料，而電解液在電池企業(yè)的使用上則更加多元化和復雜化。主要原因在于電解液與電池的設計、生產工藝、生產環(huán)境都有很大的關系，任何一項發(fā)生變化都可能會導致電解液的使用上做出更改。
電池升級換代，對正負極等材料提出更高的要求，但在材料逐步成熟之時，應用卻遲遲未能實現(xiàn)，主要原因在于各種材料在組合成電池之時，體系的兼容及安全等問題未能得到很好的解決。當下工藝水平逐步成熟、設備現(xiàn)代化程度較高，這些問題的重點在于如何使用合適的電解液上面。以目前消費類鈷酸鋰電池材料為例，在每次電壓升高0.5V，對于負極和隔膜等材料變化要求并沒有提高，而與之相伴的是電解液的改進與提升。所以電池升級對于電池企業(yè)而言最重要的是電解液的升級換代。
在高鎳體系中，對于電解液主要有兩個方面要求，一是使用新型添加劑，另外就是電解液的配方。
3.1新型添加劑
添加劑特征：添加劑可直接加入到基礎電解液中，用量極少，加入量一般不超過電解液質量或體積分數(shù)的5%，且操作過程簡單、不改變電池生產工藝，在彌補電解液自身某些不足的同時，可顯著提高電解液的電導率及其與正負極的匹配性，從而進一步提高電池的放電容量、使用壽命等多種電化學性能。
新型添加劑是當今電化學與電池學術界和工業(yè)界最為活躍的研究主題之一，因為所有的電池升級包括高能量密度(高鎳)或高電壓方向等，都需要新型添加劑的支持。
我們以目前較為成熟的高電壓添加劑為例，提高電壓可以提升電池能量密度，但也隨之帶來了很多問題，而這些問題的解決是尋找更加穩(wěn)定(不氧化)的電解液或者尋求正極/電解質界面的穩(wěn)定等方法，無一例外都是通過選擇添加劑來實現(xiàn)。
對于高鎳體系而言亦是如此，我們需要解決在正極表面的產氣、負極的成膜穩(wěn)定性以及安全性等問題，最終的解決思路是和高電壓類似的，通過添加劑來針對性解決高鎳遇到的問題。具有新型添加劑研發(fā)的能力的企業(yè)將顯著受益。
以新宙邦開發(fā)的LDY269為例，在高低溫性能、阻抗等均要優(yōu)于VC。正極保護添加劑里傳統(tǒng)的是PS，RPS也有一些應用，相較于傳統(tǒng)的PS、RPS等正極保護添加劑，新宙邦開發(fā)的LDY196在高電壓和高鎳正極上效果更好。
3.2電解液配方
電解液配方開發(fā)周期長、成本高，電解液配方目前是電池企業(yè)壁壘最高的環(huán)節(jié)之一，所以電解液配方也成為電池企業(yè)的核心競爭力所在，電解液配方開發(fā)，目前主要有三種路徑，分別為電解液廠商提供、電池企業(yè)獨立開發(fā)以及聯(lián)合開發(fā)。
電解液廠商配方優(yōu)勢不足：專注電解液生產研發(fā)，與業(yè)內電池企業(yè)合作廣泛，熟知各種體系配方，并可以獨立開發(fā)新型添加劑，綜合優(yōu)勢明顯。不足之處是對電池的實際生產和應用有所欠缺
電池廠商優(yōu)勢和不足：電池企業(yè)熟悉自身生產工藝和電解液方面，但涉及面較為狹窄，不利于新體系的開發(fā)。
合作開發(fā)：電池廠商和電解液企業(yè)合作開發(fā)，可以起到優(yōu)勢互補的作用，開發(fā)成本低、效率高。
未來合作開發(fā)將是主要的方向，隨著行業(yè)分工擴大，開發(fā)的重心會向電解液廠商傾斜，電解液廠商在配方的開發(fā)和添加劑的研發(fā)優(yōu)勢更大，專業(yè)的電解液廠話語權越來越強。在電池升級趨勢之下，高鎳體系的電解液配方也會更加復雜，電池高鎳化之后電解液環(huán)節(jié)的價值量和附加值也會有很大的提升，不亞于正極從523到811的跨越。高鎳電解液價值量顯著高于普通電解液，也帶來了更高的利潤彈性。以電解液價格為例，三元532電解液價格在5萬/每噸左右，三元622在6萬/每噸，而配方體系復雜的811等高鎳體系價格優(yōu)勢會更加明顯。
4推薦標的：新宙邦
當前新宙邦是我國可以批量供應NCM811電池電解液的企業(yè)，其自主研發(fā)出了一系列添加劑用來提高正極穩(wěn)定性、循環(huán)壽命、高溫性能，而新宙邦在添加劑和配方上則展現(xiàn)出獨特的優(yōu)勢。
4.1專注電解液多年，橫跨消費和動力
新宙邦從2003年開始涉足于電解液領域。經過15年的耕耘，公司已發(fā)展為全球主要的鋰離子電池電解液供應商之一，市場占有率名列前茅。
目前新宙邦客戶涵蓋消費領域和動力領域內主流電池公司，新宙邦在消費類電池電解液積累多年，見證了消費電池多年以來的發(fā)展變化。在新能源發(fā)展大潮之下，公司憑借多年的電解液開發(fā)經驗，在動力電池電解液領域亦是做到了技術領先。
鋰電池高鎳電解液我們該關注什么？
公司電解液合作客戶遍布全球，產品涉及鈷酸鋰、三元、磷酸鐵鋰等所有體系。在合作中解決了不同客戶、不同需求和不同體系等各種問題，尤其是目前的電解液產品需要對電池廠商進行“私人訂制”，公司推出的產品在受到了客戶好評的同時也肯定了新宙邦是電解液領域集大成者的地位。在面對新型電池體系的電解液開發(fā)，新宙邦更是水到渠成，在高鎳電解液上的率先突破是必然，也是對多年沉淀的褒獎。
4.2收購兼并實現(xiàn)配方整合，布局添加劑掌握核心競爭力
電解液開發(fā)的難點在于需根據(jù)電池的正極材料種類、電池形狀、電池性能(比如溫度范圍、倍率型、功率型等)才能最終決定電解液的配方。行業(yè)的核心競爭力也落在了廠家的添加劑和配方上。公司除了自身大力研發(fā)相關技術之外，還通過并購來來實現(xiàn)專利整合，進一步提升自己的技術優(yōu)勢，這也為公司率先開發(fā)出NCM811的電解液埋下了伏筆。
早做布局，自主開發(fā)性能優(yōu)良添加劑：2014年新宙邦收購了張家港瀚康化工，開始涉入電解液添加劑領域。張家港瀚康化工有限公司是國內主要的鋰電池添加劑供應商，主營產品有碳酸亞乙烯酯(VC)、氟代碳酸乙烯酯(FEC)、1，3-丙烷磺酸內酯(C3H6O3S)、丁二腈(C4H4N2)等。經過多年的發(fā)展，瀚康化工在鋰電池添加劑細分行業(yè)領域內保持競爭優(yōu)勢，產品品質獲得了業(yè)內絕大多數(shù)鋰電池電解液生產商的認可并出口國外。
新宙邦憑借多年在添加劑方面的積累，已經成功開發(fā)LDY269(添加劑的代號)，該添加劑能替代VC起到保護負極的作用，此外在內阻方面要優(yōu)于VC，同時循環(huán)性能、高低溫性能均得到較大的改善，并且海外供應不會受專利影響，我們判斷未來LDY269將成為替代VC的優(yōu)良添加劑。
此外公司針對高鎳體系電池循環(huán)過程中會有錳、鈷等過渡金屬溶出的問題，開發(fā)出專用的正極添加劑LDY196?？梢钥吹綗o論是在高鎳正極上還是高壓正極，LDY196都可以顯著降低漏電流和金屬離子溶出的問題。
新宙邦對于LDY196、LDY269兩種添加劑均進行了專利保護，未來公司在添加劑方面的優(yōu)勢將進一步加大。
對于電池企業(yè)，其開發(fā)的電解液配發(fā)主要基于市面上已有的添加劑，在添加劑在開發(fā)和創(chuàng)新應用上較難實現(xiàn)。而掌握添加劑生產和研發(fā)的電解液公司可根據(jù)客戶需求做出較快的匹配，在電池逐步升級的背景之下，對電解液的要求會越來越高，在添加劑配方上領先是公司掌握核心的重要一環(huán)。
收購巴斯夫，專利技術整合：新宙邦于2017年收購巴斯夫電池材料(蘇州)有限公司。標的公司所擁有的商標和經營過程中所使用的20項專利將轉讓給公司，因巴斯夫在高鎳正極材料的領先，配套電解液也是較為完善，此舉有利于整合公司在鋰電池電解液業(yè)務方面的技術資源，進一步提升公司產品在新能源產業(yè)鏈內的核心競爭力。
4.3海外合作開發(fā)，技術代差優(yōu)勢
公司目前與三星、LG、三洋和松下等海外電池巨頭具有合作，目前海外客戶在動力電池高能量密度開發(fā)上目前是領先于國內的，而海外客戶更傾向于合作開發(fā)，電解液開發(fā)離不開電池企業(yè)配合，新宙邦與海外客戶也因此形成了強強聯(lián)合。在高鎳體系中，海外巨頭無論是在材料體系還是在應用上都比較超前，這也是新宙邦高鎳電解液率先實現(xiàn)供應的重要一點。
在高鎳等新體系電解液開發(fā)中，不可能一蹴而就，需要企業(yè)多年的技術積累和上下游的通力合作，添加劑和配方這些環(huán)節(jié)也將成為電解液公司持續(xù)保持優(yōu)勢的來源。
